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Straßenfräse
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Die Erfindung betrifft eine Straßenfräse, bei der die Fräswalze über
eine Fräserwelle einseitig von einem mechanischen Getriebe angetrieben wird.
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Derartige Straßenfräsen sind bereits in vielgestaltiger Ausführungsform
bekannt.
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Nachteilig wirken, insbesondere, wenn sie im Kaltfräsverfahren arbeiten,
die hiervon herrührenden, stoßartig und wechselnd auftretenden Reaktionskräfte auf
die Konstruktionselemente derartiger Straßenfräsen ein. Sie setzen deren Lebensdauer
erheblich herab.
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Ein weiterer kritischer Punkt ist die Lagerung der Fräswalze auf der
ihrem Antrieb abgewandten Seite, weil der beim Fräsen entstehende Staub sich bei
mangelnder Pflege in die üblicherweise verwendeten Dichtungspackungen setzt und
insbesondere auch die meist mit
Getriebefett geschmierten Wälzlager
der Fräswalze erreicht und dort wegen der besonderen Natur derartiger Staubpartikel
(Staub hoher Härte, ähnlich wie Schmirgelsand) zu einem schnellen Verschleiß der
Lagerung und der Dichtungen führen kann.
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Aufgabe der Erfindung ist es, eine Straßenfräse bekannter Art dahingehend
zu verbesseren, daß die oben geschilderten Schwierigkeiten nicht mehr auftreten
und insbesondere der Aufbau der Fräswalze derart erfolgt, daß nicht nur die genannten
Stoffbelastungen möglichst nahe am Ort ihrer Entstehung reduziert werden, sondern
auch, daß die Schmierung bei Wälzlagern und Dichtungen zuverlässiger und wesentlich
erleichert wird.
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Gelöst wird diese Aufgabe dadurch, daß einerseits die Fräserwelle
als Torsionswelle ausgebildet ist, die durch eine entsprechende Ausbildung der ihrer
Antriebsseite abgewandten Seite die ihr vom Antriebsgetriebe vermittelte Drehbewegung
auf die Fräswalze überträgt, und andererseits eine Verbindung zwischen dem im Antriebsgetriebe
der Fräserwelle befindlichen Schmieröl und der gegenüberliegenden Lagerung der Fräserwelle
hergestellt wird.
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Durch diese Maßnahmen werden auf die Fräszähne der Fräswalze einwirkende
Stoßkräfte erheblich abgeschwächt und somit die gesamte Maschinenkonstruktion, insbesondere
die dem Antrieb der Fräserwelle dienenden Triebwerkelemente, geschützt. Andererseits
eröffnet die besondere Form der Fräswalze als Hohlwelle, und die Ausbildung der
antriebsseitigen Lagerung der Fräserwelle sowie der Mitnahme zwischen Fräserwelle
und Fräswalze die Möglichkeit, auf sehr einfache und wirksame Weise die Lagerung
für die Fräswalze und ihre Dichtungen zwangsweise zu schmieren. Was dies ermöglicht,
wird in
weiteren Ansprüchen näher ausgeführt.
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Um die Fräswalze austauschen zu können, ohne ihr Antriebsgetriebe
demontieren zu müssen, ist es von Vorteil, wenn die Torsionswelle an ihrem der Übertragung
ihrer Drehbewegung auf die Fräswalze dienenden Ende (die Bohrung der Fräswalze an
dieser Stelle sowie Lagerung und Dichtung der Fräswalze auf der Getriebeseite so
ausgebildet sind, daß einerseits das Antriebsmoment der Fräserwelle auf die Fräswalze
übertragen wird, und sich andererseits die Fräswalze von der Fräserwelle axial abziehen
läßt. Hierzu ist der den Lagerschild mit Lagerzapfen bildende Teil der Fräswalzenhalterung
so gestaltet, daß er durch Abschrauben oder Ausschwenken von letzterer getrennt
werden kann. Entsprechend dem Material der Torsionswelle hat diese im Bereich zwischen
ihrer getriebeseitigen Verzahnung und der Mitnahme zur Fräswelle einen verringerten
Querschnitt, der Stoßdämpfung bewirkt.
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Zur besonderen Abdichtung der Wälzlagereinrichtungen gegenüber dem
beim Fräsbetrieb auftretenden, starke Schmirgelwirkung zeigenden Feinstaub ist eine
(metallische) Gleitringdichtung vorgesehen, die geschmiert werden muß, um vorzeitigen
Verschleiß zu vermeiden.
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Das Innere des Getriebegehäuses steht über die antriebsseitige Lagerung
der Fräserwelle mit dem Walzenhohlraum zur Füllung mit Schmieröl in Verbindung.
Auf diese Weise ist es möglich, ohne konstruktiven zusätzlichen Aufwand Getriebe
sowie auch Walzenlagerung und Walzenlagerabdichtung von nur einem Ölvorrat her zu
schmieren und insbesondere auch in jeweils notwendigen Abständen einen Wechsel des
Schmieröls für Fräsergetriebe und Fräswellenlagerung an einer einzigen Stelle vorzunehmen.
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Diese Zwangsschmierung stellt einen erheblichen Fortschritt
gegenüber
der bisher üblichen Schmierung durch einpreßtes Fett dar, zumal bei Fetteinpressung
häufig Schmutzteilchen mit eingepreßt werden, oder, weil zweimal pro Arbeitsschicht
erforderlich, vergessen wird, was zu schneller Lager zerstörung und Dichtungszerstörung
führen kann. Da keine getrennten Ölhaushalte für das Getriebe und für die Fräswellenlagerung
notwendig sind, vereinfacht sich die Wartung. Da es sich außerdem um ein geschlossenes
Ölsystem handelt, entfällt auch das Problem von eingeschleustem Schmutz; außerdem
wird die Verwendung von Gleitringdichtungen, also von metallischen Dichtungen, die
geschmiert werden müssen, durch die erfindungsgemäße Konstruktion wesentlich vereinfacht,
wobei derartige metallische Dichtungen besonders widerstandsfähig gegenüber Frässtaub
sind und bei den hier auftretenden geringen Drehzahlen problemlos arbeiten.
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Die Ausbildung der Profile von Bohrung und Welle an der Mitnahmeseite
Fräserwelle zur Fräswalze sowie der Fräserwelle ermöglicht dem im Antriebsgetriebe
befindlichen Schmieröl, über den Hohlraum der Fräswalze sowohl über das Kopfspiel
des Wellenprofils als auch über eventuell eine Bohrung in der Fräswalze in den abtriebsseitigen
Bereich der Fräserwellenlagerung und ihrer Dichtung zu treten.
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Die Erfindung wird nachfolgend anhand eines Ausführungsbeispiels näher
erläutert, das in der Zeichnung dargestellt ist.
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Die einzige Figur zeigt in einer axialen Querschnittsansicht Antriebsgetriebe,
Fräserwelle, Fräswalze und Fräswalzenhalterung einer er£indungsgemäß ausgestalteten
Straßenfräse.
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Während in der Figur das Trägerfahrzeug weggelassen ist, ist die Walzenhalterung
10 zu erkennen, die eine Fräswalze 12 hält. Die Fräswalze 12 besteht aus einem Walzenrohr
16, das in geeigneter Weise Fräszähne trägt, beispielsweise dadurch, daß auf das
Walzenrohr 16 ein oder mehrere Walzenkörper passend aufgeschoben sind, die die Fräszähne
tragen. Die Wirkfläche der Fräszähne ist durch die Bezugszahl 18 angedeutet. Die
Fräswalze 12 wird von einem Fräsergetriebe 14 über eine als Torsionsstab ausgebildete
Fräserwelle 28 angetrieben.
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Das Walzenrohr 16 und damit die Fräswalze ist an dem getriebeseitigen
Ende in der Walzenhalterung 10 und lagerseitig auf dem Lagerzapfen 20 des von der
Walzenhalterung 10 ausschwenkbaren oder abbaubaren Lagerschildes 26 gelagert. Wie
zu erkennen ist, ist das Fräswalzenrohr bzw. Fräswalze 16 hohl und weist in ihrem
Inneren eine als Torsionsstab ausgebildete Fräserwelle 28 auf. Die Welle 28 ist
an ihrem getriebeseitigen Ende als Zahnwelle 34 ausgebildet, was ihren Antrieb von
einem nicht dargestellten Antriebsmotor über ebenfalls nicht dargestellte Triebwerks
teile durch das Fräsergetriebe ermöglicht. Das so eingeleitete Drehmoment wird über
das Profil 54 der Fräserwelle 28 auf die Fräswalze 12 übertragen.
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Das Fräsergetriebe 14, das ein geschlossenes Getriebegehäuse 36 mit
zwei dargestellten Seitenwänden umfaßt, läßt Zwischenzahnräder 38 im Schnitt erkennen,
die auf Lagerzapfen 40 mit Hilfe von Wälzlagereinrichtungen 42 drehbar gelagert
sind und miteinander als auch mit dem Antriebszahnrad 34 der Fräserwelle wie auch
mit einem Antriebszahnrad 44 des Fräsergetriebes kämmen und dadurch die Antriebskraft
auf die Fräserwelle 28 übertragen.
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Ein Wälzlager 52 stellt die Lagerung für die Torsionswelle
28
an der Abtriebsseite des Fräsergetriebes dar.
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Das Profil 54 am Abtriebsende der Torsionswelle 28 ist vorzugsweise
so ausgebildet, daß über sein Kopfspiel das vom Fräsergetriebe 44 durch das antriebsseitige
Fräswellenlager 52 in den Walzenhohlraum 30 geflossene Schmieröl in den durch die
Bohrunyen 56 und 58 und das Walzenrohr 16 gebildeten, das Wälzlager 60 und die Dichtungen
66 umschließenden Raum eintritt. Den gleichen Effekt kann auch ein Bohrung 55 in
dem Walzenrohr 16 bewirken. Die Bohrung 56 weist zwei verschiedene Durchmesser auf,
wodurch eine Ringschulter 62 entsteht, an der das in diese Bohrung eingeschobene
Wälzlager 60 sich anlegen kann, welches Wälzlager von dem Lagerzapfen 20 gehalten
wird. Dieser bildet wiederum einen Abschnitt vergrößerten Durchmessers, siehe Bezugszahl
64, gegen den sich Gleitringdichtungen 66 anlegen, die gleichzeitig gegen das Wälzlager
60 drückt und dieses festhält. Diese Gleitringdichtung wird gleichfalls durch das
oben erwähnte Schmieröl geschmiert.
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Es sei ergänzt, daß das Walzenrohr 16 einen Vorsprung 78 aufweist,
um mit Fräszähnen versehenen Walzelementen, die auf das Walzenrohr 16 aufgeschoben
werden, als Anschlag zu dienen.
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Wie zu erkennen ist, ist die Torsionswelle 28 im Bereich zwischen
ihrem Antriebszahnrad 34 und Profil 54 mit einem verringerten Querschnitt ausgestattet,
wodurch die Torsionswirkung im wesentlichen hier entsteht. Außerdem ist zu erkennen,
daß die Torsionswelle 28 nahezu genauso lang ist, wie die Fräsbreite, so daß die
Federwirkung auch bei größeren Torsionswinkeln im wesentlichen sich nicht vergrößert
und die Bruchgefahr innerhalb der Torsionswelle klein bleibt.
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Durch die besondere Anordnung der beschriebenen Ausführungsform
ergibt
sich ein Zwangsschmierungseffekt durch das in dem Getriebegehäuse befindliche Getriebeöl,
so daß sich durch dieses Getriebeöl nicht nur eine dauerhafte Schmierung der Getriebezahnräder
ergibt, einschließlich deren Wälzlagerung, sondern auch eine Zwangsschmierung der
Wälzlager und der Dichtungen der Fräswalze, was besonders dann von Vorteil ist,
wenn Straßenmaterial bearbeitet wird, das zu besonders aggressiver und schmirgelnder
Staubbildung neigt, so daß eine ständige Schmiermittelzufuhr von besonderer Bedeutung
ist.